本发明涉及水稻育种技术领域,尤其是一种高抗性淀粉和高锌性状聚合的孕妇特膳水稻选育方法。
背景技术:
稻米是我国的传统主食。普通稻米的抗性淀粉含量太低,可消化淀粉含量过高,容易导致高血糖。普通大米中的抗性淀粉一般低于1%,优质大米中的含量仅在0.5%以下。因此,提高水稻中的抗性淀粉含量是关键。高抗性淀粉含量糖尿病专用水稻新品种选育是实施膳食预防策略的研究热点。妊娠糖尿病是糖尿病的一种特殊类型,也是2型糖尿病的一种后备状态。临床资料数据显示,有2%~3%的女性在怀孕期间会发生糖尿病,多发生于妊娠的中晚期,且多见于肥胖和高龄产妇。妊娠糖尿病患者发生早产、低体重儿、难产、巨大儿、先天畸形等的几率明显高于无糖尿病的孕妇的胎儿。因此,孕妇尤其是妊娠的中晚期十分必要食用高抗性淀粉的大米。
锌是人体必需的重要微量营养元素,不仅与人体生命物质(核酸和蛋白质)的合成有关,而且与人的健康与成长密切相关,突出体现在锌与神经系统大脑的发育直接关联,缺锌可导致脑发育不全、智能发育迟缓、注意力涣散、理解力降低以及记忆力减退等,尤其是锌的缺乏严重影响婴幼儿智力和生长的发育。因此,孕妇与小孩对的锌的补充都特别重视。目前市售的普通大米中锌的含量平均仅为10mg/Kg,正常吃饱不可能满足锌的需求。因此,高锌含量水稻的选育对改善和解决锌的缺乏意义重大。
本发明旨聚合高抗性淀粉和高锌的2种优良特性,培育特别适宜孕妇食用的特膳水稻品种。
技术实现要素:
本发明提供了一种高抗性淀粉和高锌性状聚合的孕妇特膳水稻选育方法,采取聚合育种策略,育成的定型品系,高抗性淀粉和高锌的2种优良特性兼顾,不仅可以预防和控制孕妇糖尿病的发生,又可以有效补充锌营养促进婴儿的生长发育。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的:
一种高抗性淀粉和高锌性状聚合的孕妇特膳水稻选育方法,包括:
(1)选择高抗性淀粉水稻品种为亲本Ⅰ,高锌品种为亲本Ⅱ,进行杂交,获得F1代种子;
(2)F1代,以亲本Ⅰ为父本回交1次,获得BC1F1代种子;
(3)种植BC1F1植株,采用花药培养技术构建加倍单倍体(DH)群体,按单株收获DH0代种子;
(4)按株系单株种植DH1代,选择锌含量超过30mg/kg和抗性淀粉含量超过10%的2个性状聚合的株系;
(5)按品系种植DH2代,按产量选育,选择产量400公斤以上的优良品系;
(6)按品系种植DH3代,按熟期选育,选择生育期不超过140天熟期适中的优良品系;
(7)按品系种植DH4代,获得高抗性淀粉和高锌多种营养性状稳定兼顾产量和熟期的定型品系,即孕妇特膳水稻品种。
作为优选,步骤(1)所述的高抗性淀粉含量水稻亲本Ⅰ为宜糖粳1号,是浙江绿巨人生物技术有限公司选育的糖尿病专用水稻新品种。该品种已向农业部植物新品种保护办公室申请受理新品种保护,申请号:20140191.9,可购于浙江绿巨人生物技术有限公司。该水稻品种抗性淀粉含量高,热米饭中的抗性淀粉含量达10.6%,是亲本II粒粒滋的53倍,锌含量仅11.3mg/kg,是亲本II粒粒滋的1/2.9,为普通低锌含量品种,产量较高(450公斤)。
作为优选,步骤(1)所述的水稻亲本Ⅱ为粒粒滋。粒粒滋是浙江大学培育的迷你型高锌含量粳稻品种,详见:张琳琳、韩娟英、刘振、舒小丽、吴殿星。迷你型高锌含量水稻的选育及其特征特性.中国稻米,2011,17(6):66-68。该水稻品种为高锌含量,精米中锌含量高达32.8mg/kg,为典型的高锌含量,抗性淀粉含量极低,热米饭中的抗性淀粉含量仅0.2%,是亲本I宜糖粳1号的1/53;产量低(320公斤)。
作为优选,选用宜糖粳1号与粒粒滋杂交配组并经花药培养,选育的高抗性淀粉和高锌性状聚合的水稻品种,该品种为高抗性淀粉和高锌,抗性淀粉含量达10.3%,是亲本II粒粒滋(0.2%)的51.5倍;锌含量31.5mg/kg,是宜糖粳1号(12.1mg/kg)的2.6倍,为典型的高锌含量品种;产量410公斤。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:(1)本发明育成的水稻品种,具有高抗性淀粉和高锌的2种优良特性兼顾,不仅可以预防和控制孕妇糖尿病的发生,又可以有效补充锌营养促进婴儿的生长发育;(2)采取与亲本I回交1次再进行花药培养,可更好保留该亲本的优良综合特性,与杂交技术相比,花药培养技术可快速稳定与实现早判断鉴定,即一旦鉴定到高抗性淀粉和高锌、产量和熟期等优良性状,就获得预期的定型株系,育种周期短。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围包括但不限于下述的实施例。
育种材料:
(1)以宜糖粳1号为母本。宜糖粳1号是浙江绿巨人生物技术有限公司选育的糖尿病专用水稻新品种。该水稻品种抗性淀粉含量高,热米饭中的抗性淀粉含量达10.6%,是亲本II粒粒滋的53倍,锌含量仅11.3mg/kg,是亲本II粒粒滋的1/2.9,为普通低锌含量品种,产量较高(450公斤)。
(2)以粒粒滋为父本。该水稻品种为高锌含量,精米中锌含量高达32.8mg/kg,为典型的高锌含量,抗性淀粉含量极低,热米饭中的抗性淀粉含量仅0.2%,是亲本I宜糖粳1号的1/53;产量低(320公斤)。
实施例1
高抗性淀粉和高锌性状聚合的孕妇特膳水稻品种的选育过程为:
(1)2012年冬春季,海南陵水,以高抗性淀粉亲本I(宜糖粳1号为)父本,与高锌含量亲本II(粒粒滋)杂交得F1代种子11粒;
(2)2012年春夏季,浙江杭州,种植F1植株11株,尽可能多与亲本II(粒粒滋)回交1次,获得BC1F1种子129粒;
(3)2013年冬春季,海南陵水,种植BC1F1代129株,采用花药培养技术构建加倍单倍体(DH)群体;
(4)2013年夏季,按单株收获DH0代种子,构建DH系457个;
(5)2014年冬春季,海南陵水,按单株种植DH1系,按单株收获,先选择锌含量,超过30mg/kg的92株,再检测抗性淀粉含量超过10%的植株25株;
(6)2014年夏秋季,浙江杭州,按品系种植DH2代,按产量选育,选择产量400公斤的优良品系9个;
(7)2015年夏秋季,浙江杭州,按品系种植DH3代,按熟期选育,选择生育期不超过140天熟期适中的优良品系2个;
(8)2016年夏秋季,浙江杭州,按品系种植DH4代,获得高抗性淀粉和高锌多种营养性状稳定兼顾产量和熟期的定型品系1个,即孕妇特膳水稻品种。
本实施例选育的高抗性淀粉和高锌性状聚合的孕妇特膳水稻:高抗性淀粉和高锌,抗性淀粉含量达10.3%,是亲本II粒粒滋(0.2%)的51.5倍;锌含量31.5mg/kg,是宜糖粳1号(12.1mg/kg)的2.6倍,产量410公斤。而亲本I宜糖粳1号为高抗性淀粉,含量达10.6%,锌含量仅12.1mg/kg,是亲本II粒粒滋的1/2.9,产量450公斤;亲本II粒粒滋为高锌,含量高达32.8mg/kg,抗性淀粉含量仅0.2%,是亲本I宜糖粳1号的1/53,产量320公斤。
实施例2
高抗性淀粉和高锌性状聚合的孕妇特膳水稻品种的选育过程为:
(1)2012年冬春季,海南陵水,以高抗性淀粉亲本I(宜糖粳1号为)父本,与高锌含量亲本II(粒粒滋)杂交得F1代种子11粒;
(2)2012年春夏季,浙江杭州,种植F1植株11株,尽可能多与亲本II(粒粒滋)回交1次,获得BC1F1种子129粒;
(3)2013年冬春季,海南陵水,种植BC1F1代129株,采用花药培养技术构建加倍单倍体(DH)群体;所述花药培养技术的操作步骤:在取穗前先将旗叶鞘用70%酒精擦洗一遍。在超净工作台内剥去旗内鞘,取出稻穗,放入10%漂白粉溶液中消毒10min,换无菌水洗一次,放入0.02%酒石酸钠溶液中浸泡10min,换无菌水洗一次。在取花药之前用70%酒精将手擦洗两遍。取花药时左手持穗,右手用镊子从颖壳中取出花药,放在无菌培养皿中,待花药有一定数目时,用接种环将他们接种到培养基上。培养5天后,花药逐渐变为黑褐色,20天左右花药裂开,从中长出淡黄色的花粉愈伤组织,以后先形成芽,后长出根,形成幼苗。与传统花药培养技术相比,采用漂白粉消毒和酒石酸钠溶液浸泡的技术方案,提高形成愈伤组织的效率,提高25%。
(4)2013年夏季,按单株收获DH0代种子,构建DH系457个;
(5)2014年冬春季,海南陵水,按单株种植DH1系,按单株收获,先选择锌含量,超过30mg/kg的92株,再检测抗性淀粉含量超过10%的植株25株;
(6)2014年夏秋季,浙江杭州,按品系种植DH2代,按产量选育,选择产量400公斤的优良品系9个;
(7)2015年夏秋季,浙江杭州,按品系种植DH3代,按熟期选育,选择生育期不超过140天熟期适中的优良品系2个;
(8)2016年夏秋季,浙江杭州,按品系种植DH4代,获得高抗性淀粉和高锌多种营养性状稳定兼顾产量和熟期的定型品系1个,即孕妇特膳水稻品种。
本实施例选育的高抗性淀粉和高锌性状聚合的孕妇特膳水稻:高抗性淀粉和高锌,抗性淀粉含量达10.3%,是亲本II粒粒滋(0.2%)的51.5倍;锌含量31.5mg/kg,是宜糖粳1号(12.1mg/kg)的2.6倍,产量410公斤。而亲本I宜糖粳1号为高抗性淀粉,含量达10.6%,锌含量仅12.1mg/kg,是亲本II粒粒滋的1/2.9,产量450公斤;亲本II粒粒滋为高锌,含量高达32.8mg/kg,抗性淀粉含量仅0.2%,是亲本I宜糖粳1号的1/53,产量320公斤。